Radiative cooling by sand
Kum ile radyatif soğutma
- Tez No: 856610
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA PINAR MENGÜÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Pasif radyatif soğutma, iklim krizlerinin olumsuz etkilerini azaltmaya ve binalardaki enerji tüketimini düşürmeye yardımcı olması muhtemel yeni teknolojilerden biridir. Radyatif soğutma prensibi, ısının bir binanın yüzeyinden uzaya yayılmasını ve böylece klima sistemlerine olan bağımlılığın azaltılmasını içerir. Pasif radyatif soğutmanın temellerini anlamak, binalar ve endüstriyel uygulamalarla ilgili termal yönetim için önemlidir. Binalarda radyatif soğutma prensibi, sistem üzerinde minimum ısı yükü elde etmek için çevreden gelen ısının seçici olarak yansıtılmasını ve bir yüzeyden çevreye seçici olarak enerji yayılmasını içerir. Binalar söz konusu olduğunda, çatılara gelen güneş radyasyonu yansıtılabilir veya absorbe edilebilir. Absorbe edilen ısı ya konveksiyon yoluyla çevredeki havaya aktarılır ya da gökyüzüne geri yayılır. Bir yüzeyin radyatif olarak soğutulması isteniyorsa, tezde ayrıntılı olarak tartışıldığı gibi, görünür dalga boyu aralığında güneş enerjisini büyük ölçüde yansıtması ve atmosferik pencere aralığında (8-13 µm dalga boyu aralığı) en yüksek radyasyon emisyonuna sahip olması gerekir. Bu teknik, yaz aylarında sıcak iklimlerde klima kullanımını azaltmaya yardımcı olacağından sera gazı emisyonlarının azaltılmasına önemli ölçüde yardımcı olabilir. Son zamanlarda, pasif radyatif soğutma uygulamaları için nanopartiküllerin ve farklı yapıların kullanımı düşünülmektedir. Bu çalışmada, kum partiküllerinin radyatif soğutma özelliklerini deneysel olarak araştırıyor ve performanslarını silikon dioksit, titanyum dioksit ve çinko oksit gibi diğer malzemelerle karşılaştırıyoruz. Taramalı elektron mikroskobu (SEM), kum parçacıklarının ve çalışmada karşılaştırma için kullanılan diğer malzemelerin yüzey morfolojisini analiz etmek için kullanılmıştır. Örneklerin absorbans ve geçirgenlik yüzdesini ölçmek için Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) deneyleri yapılmıştır. Ayrıca, FT-IR ölçümlerinden soğurma katsayısı hesaplanmıştır. Kum numunelerinin soğurma katsayısı, atmosferik pencere aralığında tüm pelet numuneleri için yaklaşık 0.4⨯10^4 yaklaşık 0.8⨯10^4 arasında olan yüksek bir oran (1/m birimlerinde) göstermiştir. Ayrıca, kum numunesi ve ZnO'nun soğurma profillerinin davranışı, özellikle atmosferik pencere aralığında, oranlarında çok benzerdi. Ayrıca, emisyonun tüm kum pelet örnekleri için 6.78 µm, 9.24 µm, 11.69 µm ve 14.05 µm 'de en yüksek pikleri gösterdiği gözlemlenmiştir. Dolayısıyla, bu çalışmada deneysel olarak incelenen kum numunelerinin özellikleri, bollukları ve daha iyi performansa sahip termal özellikleri nedeniyle radyatif soğutma için kullanılabileceklerini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Passive radiative cooling is one of the upcoming technologies likely to help decrease the negative impacts of climate crises and reduce energy consumption in buildings. The principle of radiative cooling involves radiating heat from the surface of a building into space, thus reducing the reliance on air conditioning systems. Understanding the fundamentals of passive radiative cooling is important for thermal management related to buildings and industrial applications. The principle of radiative cooling in buildings involves selectively reflecting incident radiating heat from the surroundings and selectively emitting energy from a surface to the surroundings to achieve minimum heat load on the system. In the case of buildings, solar radiation incident on roofs can be reflected or absorbed. The absorbed heat is either transferred to the surrounding air by convection or it will be emitted back to the sky. If a surface is desired to be radiatively cooled it must have a large reflection of solar energy at the visible wavelength range and the highest radiation emission at the atmospheric window range (8-13 µm wavelength range) as discussed in detail in the thesis. This technique can significantly help reduce greenhouse gas emissions as it will help decrease air-conditioner use in warm climates during the summer months. Recently, the use of nanoparticles and different structures has been considered for passive radiative cooling applications. In this study, we investigate the radiative cooling properties of sand particles experimentally and compare their performance with other materials including silicon dioxide, titanium dioxide, and zinc oxide. Scanning electron microscopy (SEM) is used to analyze the morphology of the surface of sand the particles, and the other materials used in the study for comparison. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) experiments were conducted in order to measure the absorbance and transmittance percentage of the samples. In addition, the absorption coefficient was calculated from the FT-IR measurements. The absorption coefficient of the sand samples showed a high ratio (in the units of 1/m which was approximately between 0.4⨯10^4 and 0.8⨯10^4 for all the pellet samples at the atmospheric window range. Also, the behavior of the absorption profiles of the sand sample and ZnO were very similar in their ratios, especially in the atmospheric window range. Also, we observed that the emission shows the highest peaks at 6.78 µm, 9.24 µm, 11.69 µm, and 14.05 µm for all sand pellet samples. Thus, the properties of sand samples experimentally studied in this work show that they can be used for radiative cooling due to their abundance and thermal properties with better performance.
Benzer Tezler
- Radiative Cooling by Sand
Kum ile Radyatif Soğutma
AHMET HOCAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA PINAR MENGÜÇ
- Sonlu elemanlar metodu yardımıyla cam işleme prosesinin ısıl analizi
The Thermal analysis of glass forming process by finite elements method
R.ONUR GÜNDÜZ
- Bakır alaşımları esaslı anti-bakteriyel yüzey kaplamalarının üretimi ve karakterizasyonu
Anti-bacterial efficacy of wire arc sprayed copper alloy coatings against various pathogens
SAMİ ARDA KOCAMAN
Doktora
Türkçe
2022
Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon Hastalıklarıİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Gemilerde ısı yalıtımı
Thermal insulation of ships
GÖZDE DİLEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL CEM PARMAKSIZOĞLU
- B4C esaslı kompozitlerin B4C/Me başlangıç tozlarından hareketle spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of B4C based composites from B4C/Me starting powders by using spark plasma sintering (SPS) method
MERAL CENGİZ
Doktora
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN